一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼

本发明涉及助力外骨骼，具体为一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼。

背景技术：

1、随着汽车消费市场的日渐火爆和汽车产业的迅速崛起，我国的汽车使用量在快速增加，这也必然带动汽车维修行业的发展，调查显示许多汽修人员会出现不同程度的上肢肌肉骨骼疾病，这是由工作时的不良体位和作业姿势导致的。

2、在汽车制造业，很多公司都在尝试使用上肢助力装置，来帮助汽修工人缓解上肢疲劳，减轻肌肉骨骼疼痛，而现有的上肢助力外骨骼，但大多都是属于医疗康复和军用领域，针对维修人员的上肢辅助产品相对较少，也缺少上肢外骨骼针对汽修人员主要肌肉骨骼疾病—“手过头劳动”所带来的肩颈损伤。

3、上肢助力外骨骼机器人领域产品分为无源助力和有源助力两大类别，有源助力外骨骼的主要问题是需要背负额外的供能设备，结构复杂，价格昂贵，使用不方便，无源助力外骨骼的主要问题是功能单一，结构笨重，一些产品使用时会使关节角度到极限位置才可调节，也会增加使用者的劳动疲劳。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，以解决上述背景技术中提出的有源助力外骨骼需要背负额外的供能设备，结构复杂，价格昂贵，使用不方便问题，无源助力外骨骼功能单一，结构笨重的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，包括：

3、架体，包括腰带，所述腰带的表面固定连接有支撑背板，所述腰带的表面固定连接有背带，所述支撑背板的表面连接有支撑杆，所述支撑杆的表面插合连接有连接杆；

4、控制机构，包括护罩，所述护罩作用在背带的两侧，所述连接杆的表面插合连接有控制盘，所述控制盘通过连接带和背带固定连接，所述控制盘和护罩转动连接，所述控制盘的表面固定连接有连接壳，所述连接壳的表面固定连接有束缚带，所述连接壳和护罩卡合连接，所述连接壳的内侧连接有棘齿环，所述连接壳的内侧连接有隔板，所述隔板靠近护罩的一侧设置有限位机构，所述限位机构包括限位球和弹簧，所述隔板的表面固定连接有卷簧，所述隔板远离卷簧的一面插合连接有棘爪，所述棘爪的表面固定连接有控制杆，所述隔板的外表面固定连接有插杆，且插杆的外表面套接有扭簧，所述扭簧和棘爪连接，所述棘爪远离护罩的一侧开设有限位孔，所述限位球通过弹簧和限位孔滑动连接。

5、优选的，所述控制盘通过连接杆和背带连接，所述护罩和连接壳的形状尺寸一致，所述棘齿环作用在护罩和连接壳的内部，所述束缚带作用在控制盘的下方。

6、优选的，所述棘齿环的表面分布有齿块，且齿块分布在棘齿环的一半方向，所述隔板呈圆盘形形状，所述卷簧呈螺旋状作用在隔板的表面。

7、优选的，所述卷簧的中部插合连接在隔板的中部位置，所述卷簧的外侧端口插合连接在棘齿环的下表面，所述棘爪的表面呈圆弧形形状。

8、优选的，所述棘爪和棘齿环啮合连接，所述棘爪通过隔板和卷簧与棘齿环弹性连接，所述控制杆呈“l”形形状焊接在棘爪的表面，所述控制杆贯穿护罩的表面和棘爪连接。

9、优选的，所述支撑背板的表面设置有抵合机构，所述抵合机构包括调节杆，所述调节杆通过螺纹贯穿连接在支撑背板的表面，所述支撑背板的表面滑动连接有抵板，所述支撑背板的表面开设有限位槽，所述抵板和限位槽滑动连接。

10、优选的，所述调节杆贯穿支撑背板和抵板抵合连接，所述抵板的两端固定连接有滑块，且滑块和限位槽滑动连接，所述限位槽的截面呈“t”形形状。

11、优选的，所述腰带的表面设置有支撑机构，所述支撑机构包括调节槽，所述调节槽开设在腰带的表面，所述调节槽的表面滑动连接有抵块，所述抵块的表面固定连接有连接筒，所述连接筒的内侧滑动连接有限位块，所述限位块和调节槽滑动连接，所述抵块的表面固定连接有固定块，所述固定块的表面固定连接有支撑簧，所述支撑簧的表面固定连接有支撑块。

12、优选的，所述调节槽的截面呈“t”形形状，所述抵块通过调节槽和腰带滑动连接，所述限位块呈“t”形形状，所述限位块的尺寸小于调节槽的尺寸。

13、优选的，所述固定块呈块状连接在抵块的表面，所述支撑簧的两端固定连接在固定块和支撑块的表面，所述支撑块通过支撑簧和腰带紧密抵合连接。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、1、该应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼在进行使用的过程中，通过护罩和连接壳的连接，连接壳和控制盘的转动连接，在束缚带和连接壳的连接下，实现对连接壳和护罩在上肢上的连接固定，在控制盘和连接杆的作用下，达到对护罩和连接壳与控制盘转动的支撑效果，在棘齿环和棘爪的啮合连接下，实现护罩和连接壳在控制盘上转动角度的限定以及作用位置的支撑，达到对上肢的支撑效果，在使用卷簧将人体势能储存和释放能量的方式下，达到对肩关节的助力效果，且在控制杆和棘爪的连接下，可在任意角度对棘爪和棘齿环的连接解控，提高其使用范围和作用效果。

16、2、该应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼实现对上肢支撑角度控制的同时，通过调节杆和支撑背板的连接，在抵板和限位槽的滑动连接下，经调节杆和抵板的抵合连接，达到对抵板作用角度的调控，使其更好的对助力外骨骼在穿戴时和脊柱的抵合，经调节槽和抵块的滑动连接，在限位块和调节槽的滑动连接下，实现对抵块在腰带上作用位置的调控，在支撑簧和支撑块的连接下，达到对抵块在腰带上位置的支撑，实现抵块对腰部的支撑，提高腰带在穿戴时和腰部位置抵合的作用效果。

技术特征：

1.一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，其特征在于：所述控制盘(22)通过连接杆(14)和背带(12)连接，所述护罩(2)和连接壳(23)的形状尺寸一致，所述棘齿环(24)作用在护罩(2)和连接壳(23)的内部，所述束缚带(21)作用在控制盘(22)的下方。

3.根据权利要求1所述的一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，其特征在于：所述棘齿环(24)的表面分布有齿块，且齿块分布在棘齿环(24)的一半方向，所述隔板(25)呈圆盘形形状，所述卷簧(26)呈螺旋状作用在隔板(25)的表面。

4.根据权利要求1所述的一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，其特征在于：所述卷簧(26)的中部插合连接在隔板(25)的中部位置，所述卷簧(26)的外侧端口插合连接在棘齿环(24)的下表面，所述棘爪(27)的表面呈圆弧形形状。

5.根据权利要求1所述的一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，其特征在于：所述棘爪(27)和棘齿环(24)啮合连接，所述棘爪(27)通过隔板(25)和卷簧(26)与棘齿环(24)弹性连接，所述控制杆(28)呈“l”形形状焊接在棘爪(27)的表面，所述控制杆(28)贯穿护罩(2)的表面和棘爪(27)连接。

6.根据权利要求1所述的一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，其特征在于：所述支撑背板(11)的表面设置有抵合机构，所述抵合机构包括调节杆(3)，所述调节杆(3)通过螺纹贯穿连接在支撑背板(11)的表面，所述支撑背板(11)的表面滑动连接有抵板(31)，所述支撑背板(11)的表面开设有限位槽(32)，所述抵板(31)和限位槽(32)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，其特征在于：所述调节杆(3)贯穿支撑背板(11)和抵板(31)抵合连接，所述抵板(31)的两端固定连接有滑块，且滑块和限位槽(32)滑动连接，所述限位槽(32)的截面呈“t”形形状。

8.根据权利要求1所述的一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，其特征在于：所述腰带(1)的表面设置有支撑机构，所述支撑机构包括调节槽(4)，所述调节槽(4)开设在腰带(1)的表面，所述调节槽(4)的表面滑动连接有抵块(41)，所述抵块(41)的表面固定连接有连接筒(42)，所述连接筒(42)的内侧滑动连接有限位块(43)，所述限位块(43)和调节槽(4)滑动连接，所述抵块(41)的表面固定连接有固定块(44)，所述固定块(44)的表面固定连接有支撑簧(45)，所述支撑簧(45)的表面固定连接有支撑块(46)。

9.根据权利要求8所述的一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，其特征在于：所述调节槽(4)的截面呈“t”形形状，所述抵块(41)通过调节槽(4)和腰带(1)滑动连接，所述限位块(43)呈“t”形形状，所述限位块(43)的尺寸小于调节槽(4)的尺寸。

10.根据权利要求8所述的一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，其特征在于：所述固定块(44)呈块状连接在抵块(41)的表面，所述支撑簧(45)的两端固定连接在固定块(44)和支撑块(46)的表面，所述支撑块(46)通过支撑簧(45)和腰带(1)紧密抵合连接。

技术总结
本发明涉及助力外骨骼技术领域，具体为一种应用于汽车维修人员的无源肩关节助力外骨骼，包括：架体，包括腰带，所述腰带的表面固定连接有支撑背板，所述腰带的表面固定连接有背带，所述支撑背板的表面连接有支撑杆，所述支撑杆的表面插合连接有连接杆；控制机构，包括护罩，所述护罩作用在背带的两侧。本发明在控制盘和连接杆的作用下，达到对护罩和连接壳与控制盘转动的支撑效果，在棘齿环和棘爪的啮合连接下，实现护罩和连接壳在控制盘上转动角度的限定以及作用位置的支撑，达到对上肢的支撑效果，且在控制杆和棘爪的连接下，可在任意角度对棘爪和棘齿环的连接解控，提高其使用范围和作用效果。

技术研发人员：吴香锦,赵川,吕舒婷,梁亚男
受保护的技术使用者：青岛大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14